超细晶高强韧性低合金钢显微组织的形成机制

发布时间：2017-09-20 08:47

  本文关键词：超细晶高强韧性低合金钢显微组织的形成机制

  更多相关文章： 超细晶 亚温淬火 多向锻造 加工硬化 铁素体

【摘要】：利用大塑性变形制备的超细晶材料通常具有较高的强度,但是塑性相对会比较差,这在很大程度上限制了超细晶材料的应用。本文利用多向锻造和热处理技术加工中碳低合金钢,最终获得了强度较高、塑性优良的超细晶材料。本文通过多向锻造以及退火工艺加工中碳低合金钢,以光镜、扫描电镜及透射电镜对试样进行显微结构表征,然后进行硬度、应力应等力学性能的测试,探讨显微组织的演变与强度、硬度和塑性变化的内在关系。试样多向锻造前的亚温淬火是为了得到铁素体和马氏体的双相组织,然后在600℃进行多向锻造,多向锻造的目是细化晶粒,起强化作用,最后在450℃进行退火处理。退火是为了得到尺寸较大的铁素体晶粒和稍小的铁素体晶粒耦合碳化物弥散分布的组织,起韧化作用,最终加工材料的硬度为318.9HV,抗拉强度为992.8MPa,延伸率为13.1%。拉伸试样的断口形貌为韧窝状断口。加工后的材料组织中,细小的铁素体晶粒和粗大的铁素体晶粒耦合弥散分布的碳化物共存。粗大的铁素体晶粒和弥散分布的碳化物都有利于材料塑性的提高,因为粗大的铁素体晶粒能够存储材料塑性变形中产生的大量位错从而产生应变硬化效应,而弥散分布的碳化物可以改善材料的加工硬化率；细小的铁素体晶粒和弥散分布的碳化物组织能够增加材料的强度和硬度,因为细小的铁素体晶粒能够增加晶界的面积,而弥散分布的碳化物组织可以提高材料的加工硬化能力。
【关键词】：超细晶 亚温淬火 多向锻造 加工硬化 铁素体
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 课题背景11
• 1.2 钢的强化机理11-14
• 1.2.1 细晶强化11-12
• 1.2.2 沉淀强化12-13
• 1.2.3 位错强化13
• 1.2.4 固溶强化13-14
• 1.3 大塑性变形细化晶粒14-17
• 1.3.1 等径角挤压法(ECAP)14-15
• 1.3.2 高压扭转法(HPT)15-16
• 1.3.3 累积轧焊法(ARB)16
• 1.3.4 多向锻造法(MF)16-17
• 1.4 超细晶粒钢的韧化方法17-20
• 1.4.1 峰晶粒的分布18
• 1.4.2 弥散碳化物的均匀分布18-19
• 1.4.3 Z参数的控制19
• 1.4.4 室温的应变率敏感性的控制19-20
• 1.5 课题来源及研究意义20-23
• 1.5.1 课题来源20-23
• 1.5.2 研究意义23
• 1.6 本研究的主要内容23-24
• 第二章 试验材料及试验方法24-30
• 2.1 试验材料24
• 2.2 试验流程24
• 2.3 试验方法24-29
• 2.3.1 差热分析24-25
• 2.3.2 淬火25
• 2.3.3 调质处理25-26
• 2.3.4 多向锻造变形26
• 2.3.5 退火处理26-27
• 2.3.6 硬度测试27
• 2.3.7 室温拉伸试验27-28
• 2.3.8 显微组织形貌观察28-29
• 2.3.9 铁素体晶粒尺寸的测定29
• 2.3.10 相的标定29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 超细晶低合金中碳钢的显微组织30-53
• 3.1 热轧退火态试样与调质试样组织30-31
• 3.1.1 热轧退火态试样组织分析30
• 3.1.2 调质试样组织分析30-31
• 3.2 亚温淬火温度以及时间的确定31-33
• 3.2.1 亚温淬火温度的确定31-32
• 3.2.2 亚温淬火保温时间的确定32-33
• 3.3 试样光学显微组织的分析33-38
• 3.3.1 多向锻造试样的组织分析33-34
• 3.3.2 退火实验显微组织分析34-38
• 3.4 试样SEM的显微组织分析38-41
• 3.5 试样TEM显微组织分析41-48
• 3.6 拉伸断口形貌48-52
• 3.7 本章小结52-53
• 第四章 超细晶低合金中碳钢的力学性能53-62
• 4.1 硬度测试及性能分析53-56
• 4.2 拉伸测试及性能分析56-61
• 4.3 本章小结61-62
• 第五章 总结和展望62-63
• 5.1 全文总结62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及主要参研项目69

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